全世界能制造高端光刻機(jī)的只有荷蘭ASML（鏡頭來(lái)自德國(guó)），日本Nikon（intel曾經(jīng)購(gòu)買過(guò)Nikon的高端光刻機(jī)）和日本Canon三大品牌為主。高端光刻機(jī)號(hào)稱世界上最精密的儀器，世界上已有7000萬(wàn)美金的光刻機(jī)。高端光刻機(jī)堪稱現(xiàn)代光學(xué)工業(yè)之花，其制造難度之大，全世界只有少數(shù)幾家公司能夠制造。

一、光刻機(jī)是什么？

光刻機(jī)是芯片制造的核心設(shè)備之一，按照用途可以分為好幾種：有用于生產(chǎn)芯片的光刻機(jī)；有用于封裝的光刻機(jī)；還有用于LED制造領(lǐng)域的投影光刻機(jī)。用于生產(chǎn)芯片的光刻機(jī)是中國(guó)在半導(dǎo)體設(shè)備制造上最大的短板，國(guó)內(nèi)晶圓廠所需的高端光刻機(jī)完全依賴進(jìn)口，本次廈門企業(yè)從荷蘭進(jìn)口的光刻機(jī)就是用于芯片生產(chǎn)的設(shè)備。

在高端光刻機(jī)上，除了龍頭老大ASML，尼康和佳能也曾做過(guò)光刻機(jī)，而且尼康還曾經(jīng)得到過(guò)Intel的訂單。但是近些年，尼康在ASML面前被打的毫無(wú)還手之力，高端光刻機(jī)市場(chǎng)基本被ASML占據(jù)——即便是尼康最新的Ar-F immersion 630賣價(jià)還不到ASML Ar-F immersion 1980D平均售價(jià)的一半，也無(wú)法挽回?cái)【帧?/p>

原因何在？一方面是Intel新CEO上臺(tái)后，不再延續(xù)與尼康的620D合同，這使得尼康失去了一個(gè)大客戶。另一方面，也和尼康自身技術(shù)實(shí)力不足有關(guān)，尼康的光刻機(jī)相對(duì)于ASML有不少瑕疵，在操作系統(tǒng)上設(shè)計(jì)的架構(gòu)有缺陷，而且尼康的光刻機(jī)的實(shí)際性能和尼康官方宣傳的有不小差距，這使得臺(tái)積電、Intel、三星、格羅方德等晶圓大廠不可能為了省一點(diǎn)錢去賣有瑕疵的產(chǎn)品。

目前，尼康的高端光刻機(jī)基本被ASML吊打，主流半導(dǎo)體產(chǎn)線中只有少數(shù)低階老機(jī)齡的光刻機(jī)還是尼康或者佳能，其他基本都是ASML的天下。某種程度上，尼康的光刻機(jī)也只能用賣的超級(jí)便宜來(lái)?yè)屖袌?chǎng)了。那么，賣的到底有多便宜呢？

二、為什么光刻機(jī)難造？

制造高精度的對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)需要具有近乎完美的精密機(jī)械工藝，這也是國(guó)產(chǎn)光刻機(jī)望塵莫及的技術(shù)難點(diǎn)之一，許多美國(guó)德國(guó)品牌光刻機(jī)具有特殊專利的機(jī)械工藝設(shè)計(jì)。例如Mycro N&Q光刻機(jī)采用的全氣動(dòng)軸承設(shè)計(jì)專利技術(shù)，有效避免軸承機(jī)械摩擦所帶來(lái)的工藝誤差。

對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)另外一個(gè)技術(shù)難題就是對(duì)準(zhǔn)顯微鏡。為了增強(qiáng)顯微鏡的視場(chǎng)，許多高端的光刻機(jī)，采用了LED照明。對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)共有兩套，具備調(diào)焦功能。主要就是由雙目雙視場(chǎng)對(duì)準(zhǔn)顯微鏡主體、目鏡和物鏡各1對(duì)（光刻機(jī)通常會(huì)提供不同放大倍率的目鏡和物鏡供用戶組合使用）。

CCD對(duì)準(zhǔn)系統(tǒng)作用是將掩模和樣片的對(duì)準(zhǔn)標(biāo)記放大并成像于監(jiān)視器上。工件臺(tái)顧名思義就是放工件的平臺(tái)，光刻工藝最主要的工件就是掩模和基片。

工件臺(tái)為光刻機(jī)的一個(gè)關(guān)鍵，由掩模樣片整體運(yùn)動(dòng)臺(tái)（XY）、掩模樣片相對(duì)運(yùn)動(dòng)臺(tái)（XY）、轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)、樣片調(diào)平機(jī)構(gòu)、樣片調(diào)焦機(jī)構(gòu)、承片臺(tái)、掩模夾、抽拉掩模臺(tái)組成。

其中，樣片調(diào)平機(jī)構(gòu)包括球座和半球。調(diào)平過(guò)程中首先對(duì)球座和半球通上壓力空氣，再通過(guò)調(diào)焦手輪，使球座、半球、樣片向上運(yùn)動(dòng)，使樣片與掩模相靠而找平樣片，然后對(duì)二位三通電磁閥將球座和半球切換為真空進(jìn)行鎖緊而保持調(diào)平狀態(tài)。樣片調(diào)焦機(jī)構(gòu)由調(diào)焦手輪、杠桿機(jī)構(gòu)和上升直線導(dǎo)軌等組成，調(diào)平上升過(guò)程初步調(diào)焦，調(diào)平完成鎖緊球氣浮后，樣片和掩模之間會(huì)產(chǎn)生一定的間隙，因此必須進(jìn)行微調(diào)焦。另一方面，調(diào)平完成進(jìn)行對(duì)準(zhǔn)，必須分離一定的對(duì)準(zhǔn)間隙，也需要進(jìn)行微調(diào)焦。

抽拉掩模臺(tái)主要用于快速上下片，由燕尾導(dǎo)軌、定位擋塊和鎖緊手輪組成。承片臺(tái)和掩模夾是根據(jù)不同的樣片和掩模尺寸而進(jìn)行設(shè)計(jì)的。

三、造光刻機(jī)不存在彎道超車

近年來(lái)，很多媒體最喜歡用“彎道超車”四個(gè)字形容我國(guó)的產(chǎn)業(yè)，但在光刻機(jī)行業(yè)，彎道超車是不存在的。光刻機(jī)這種高精度光機(jī)一體化設(shè)備，研發(fā)過(guò)程是沒(méi)有什么捷徑可走的，精度只能一步步提升。沒(méi)有一微米的基礎(chǔ)，就不可能造90納米的設(shè)備，沒(méi)有90納米的基礎(chǔ)，就不可能造45納米的設(shè)備。

現(xiàn)在ASML可以造10納米以內(nèi)精度的設(shè)備，這個(gè)水平不是天上掉下來(lái)的，而是別人幾十年一步一步逐漸積累出來(lái)的。這也是ASML打敗美日競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，占領(lǐng)市場(chǎng)的主要原因。